Полимерлер және пластмасса өндірісі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Реферат

«Полимерлер және пластмасса өндірісі»

Орындаған:

Қабылдаған:

Қарағанды

2018-2019 оқу жылы

Жоспар:

Кіріспе
Негізгі бөлім

Пластмассалар
Пластмасса технологиясы
Ағаш, шыны және басқа да қалдықтар-пластиктердің тірегі

Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Полимерлер химиясы жас және тез дамып келе жатқан ғылым саласы. Полимерлер қазіргі уақытта ғылым мен техниканың, тұрмыс пен медицинаның, құрылыс пен ауыл шаруашылығының, өнеркәсіптің, жалпы халық шаруашылығының жан-жақты облыстарында кең қолданыс табуда. Жылуға және аязға төзімді, суда еритін және су жұқтырмайтын, тамаша диэлектриктер мен электр тогын өткізгіштер, космосты игеруден бастап, терең скважиналарды бұрғылайтын, электронды есептегіш машиналардың өте кішкентай тетіктері мен бүтіндей каналдарды гидроизоляциялайтын полимер бұйымдарының маңызы өте үлкен.

Қоғамның әрі қарай дамуы полимер материалдары өндірісінсіз мүмкін емес. Жер жүзінде өндірілетін мұнай мен көмірдің, газдың тек - 1% ғана полимерлер алуға ғана жұмсалады екен. Яғни, полимер өндірісін дамыту үшін керекті шикізат материалдары жеткілікті.

Қазақстан Республикасында полимер материалдарын өндіруге, өңдеуге және оларды халық шаруашылығында қолдануға көп көңіл бөлінуде. Полимерлер өндірісі бізде Алматы, Қарағанды, Қостанай, Атырау, Ақтау қалаларында жедел дамып келеді. Полимерлердің адамзат өміріндегі аса маңыздылығы, оларға деген үлкен қызығушылықты туғызады.

Табиғатта кездесетін көптеген заттардың ішінен басқалардан өздерінің ерекше физикалық қасиеттерімен айрықшаланатын бір топ қосылыстар кездеседі. Бұларға өсімдік пен жануарлар дүниесінде кең тараған және онда организмдердің тіршілігінің нәтижесінде түзілетін целлюлоза, лигнин, крахмал, белоктар мен нуклеин қышқылдары жатады. Бұл заттар барлық тірі материяның - өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің негізін құрайды. Полимерлерді адамзат ерте кезден-ақ пайдаланған. Бұған желім алу, тері илеу, ағаш өңдеу және тағы басқалар мысал бола алады.

Жалпы, қазіргі кезде қолданылатын барлық полимер материалдарын төрт типке бөлуге болады:

1. Пластмассалар. Үзілу беріктігі 50-ден 2000 кг/см ² және үзілу кезіндегі салыстырмалы ұзаруы 100%-тен аспайтын, әдетте, қатты заттар.

2. Эластомерлерге - каучук, резіңке және кейбір оларға туыс материалдар жатады. Олар 500 %-ке жететін үлкен қайтымды деформацияға қабілетті, яғни жоғары эластикалық қасиеттермен сипатталады.

3. Талшықтар мен жіптер. Бұлар талшықтардан жасаған маталар мен тоқылмаған маталар. Олардың беріктігі, иілгіштігі, қаттылығы мен кейде тығыздықтары анизотропты.

4. Жұқа қабықтар, лактар мен бояулар және тағы басқа қорғаушы және сәндеуші жабылғылар. Лак - бояу материалдары үшін адгезия деп аталатын жабылатын негізбен полимердің ілінісу беріктігінің ерекше мәні бар. Оларды қорғалатын бетке тегіс жұқа қабат қылып жағу арқылы қолданады.

Полимер материалдарының осы төрт түрінен басқа бірнеше қосалқылары бар, олар, мысалы, желімдер, газ толтырылған материалдар, сұйық жұмыс ортасы.

Негізгі бөлім

Пластмассалар

Ғылыми-техникалық прогресті, оның даму қарқыны мен бағытын химия өндірісі анықтайды десе болады. Ал химияландырудың негізгі бағыты пластикалық массамен басқа синтездік полимерлерді қолдану екенін өмірдің өзі көрсетіп келе жатыр.

Жақында ғана «пластмассалар болашақтың материалы» дейтін едік, қазір «пластмассалар - осы күннің материалы» деп батыл айтуға болады.

Пластмассалар күнделікті өмір мен техниканың тұрақты серігі болып алды. Пластмассадан жасалған бұйымдардың негізгі артықшылығы жеңілділігі, жоғары диэлектрикалық қасиеттері, температура өзгерісіне, сыртқы ортаның, агрессивтік қосылыстардың әсеріне тұрақтылығы, механикалық беріктігі.

Пластмассаның тағы бір ерекшелігі - оларға қажетіне қарай кез келген арнаулы қасиет беруге болады. Мысалы, көпшілік пластмассалар ток өткізбейді, ал қажет болса ток өткізгіш пластмасса алуға болады. Шыныпласттар, көміртекті пластиктер болаттан да берік болуы мүмкін, ал газ толтырылған пластиктер өте жеңіл келеді, жылу жібермейтін, дыбыс өткізбейтін қасиеттерімен бағаланады.

Пластмассалар негізінен байланыстырушы қызметін атқаратын табиғи не синтездік полимерлерден тұрады. Оның құрамында тағы да әртүрлі толықтырғыштар, пластификаторлар, стабилизаторлар, бояғыш заттар болуы мүмкін.

Пластмассалар құрамындағы полимерлердің қасиетіне байланысты термопластикалық және термореактивті болып бөлінеді. Термопластикалық пластмассаларды қыздырып әртүрлі пішінге келтіруге болады, одан полимердің химиялық қасиеті өзгермейді. Термопласттер полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид т. б. сияқты құрылысы түзу сызықты полимерлердің негізінен алынады.

Термореактивті пластмассалар қыздырғанда алдымен жұмсарып, пластикалық жағдайға келеді де, одан әрі қыздырғанда химиялық өзгеріске ұшырайды. Термопласт алу үшін фенол-альдегид, мочевинаальдегид, эпоксид-анилин, кремнийорган шайырлары, олигоэфиракрилаттар сияқты олигомерлер қолданылады. Олар қызудың не әдейі қосылған қыздырғыштардың әсерінен торланған үлкен молекулалы қосылыстарға айналады. Термореактивті пластмассадан жасалған бұйымдар қызуға төзімді келеді, термиялық диструкция басталғанша сыртқы түрін сақтай алады.

Пластмасса өндірісі жедел қарқынмен өсуде. Соңғы 30 жылда пластмасса өндірісі 25-30 есе артса, болат өндірісі осы мерзімде 3, 5 есе ғана өсті.

Практикада кең тараған пластмассалардың негізгі 50-дей түрі бар. Олардың 36-сы термопласттар десек, қалғаны реактопласттар. Әрқайсысы 50-ден астам модификацияланған типтен тұрады. Пластмассадан жасалған бұйымдардың 300 мыңдай түрі бар.

Қазіргі пластмасса өндірісінің 70% негізгі 5 термопласттың үлесіне тиеді. Олар тығыздығы төмен полиэтилен, тығыздығы жоғары полиэтилен, полипропилен, полистерол және поливинилхлорид түрлендіру арқылы (пластификациялау, толықтыру, басқа олигомер не полимер қосу, ұластыру, сополимеризациялау, радияциялау т. б) олардан әрқилы қасиеттері бар алуан түрлі пластмассалар дайындайды. Мұндай көп тоннажды пластмассалар техниканың барлық саласында дерлік пайдаланылады. Өндірілетін пластмассалардың басым үлесі құйылған, престелген, үрленген бұйымдар, құбырлар мен құбыр жолдарының бөлшектерін, үлкен табақ беттер, полимерлі қабыршықтар жасауға кетеді. Мысалға, 1990 жылы құбырлар мен құбыр бөлшектеріне 422, полимерлі қабыршаққа - 56, 3, термопласт табағына - 106, пластмасса бұйымдарына 1324 мың тонна термопласт жаратылмақ. Мұның өзі барлық жоспарланған синтездік шайырлар мен пластмассаның 34%-і.

Аталған көп тоннажды пластмассалардың бәрі бірдей қажетті талаптарға сай келе бермейді. Олардан басқа физико-химиялық көрсеткіштері жоғары конструкциялық пластмассалар бар. Мұнда полиамид, полиацеталь, поликарбонат, полимид, полиэтилен-терефталат т. б. полимерлерін атап кетуге болады. Ең көп қолданылатыны полиамидтер мен полиацетальдар. Олардың өндірілу көлемі бүкіл конструкциялық пластмассалардың 75 процентіндей.

Конструкциялық пластмассалар электроника мен электротехникада, космонавтикада, электронды есептеу машиналарында, автомобиль құрылысында, тағы басқа салаларда қолданылады.

Пластикалық массаны өңдеу арқылы алынатын өнімді пайдалану зор экономикалық тиімділік береді. Мысалы, бір тонна термопластан жасалған құбырлар мен оған қажетті бөлшектерді қолдану жылына орта есеппен 2000 сомдай пайда келтіреді.

Металды пластмассамен алмастыру оны үнемдеп қана қоймайды, сонымен қатар әртүрлі бөлшектер мен бұйымдардың қызмет ету уақытын біршама ұзартады.

Мысалы, тыңайтқыштың, шаң сорғыштың, кір жуатын машинаның, әртүрлі автоматтардың басқару пульттерінің корпусын пластмассамен айырбастағанның өзінде-ақ 170 мың тонна конструкциялық болат табақтары үнемделеді.

Томат-паста, какао, кофе, қойытылған сүт сақтауға пайдаланылатын ақ қаңылтырдың орнына полимер табақшасы мен фольгамен біріктірілген полимерлі материалдарды пайдалануға әбден болады.

Лак-сыр материалдары мен әртүрлі химиялық өнімдер сақталатын кеспектер, бидондар және басқа ыдыстар жасауға кететін қара қаңылтыр пластмасса бұйымдарымен алмастыру аса тиімді.

Бөлшектерді пластмассадан жасау металл мен ағаштан жасағаннан оңайға, әрі арзанға түседі.

Заводта бір шойын бөлшекті дайындау үшін бұрын 23 операция жасалатын. Шойынды пластмассамен айыр бастағаннан кейін керекті бөлшекті даяр қалыпқа құйып шығара алатын болды. Бұдан бұйымның салмағы үш есе кеміп, соның нәтежесінде цехтың ауданын кішірейтуге мүмкіндік туды.

Пластмасса металды алмастырып қана қоймайды, оған жақсы қасиет те береді. Пластмасса бөлшектері приборлардың шуын 50-75 процентке дейін азайтады.

Қазір көптеген машина, прибор бөлшектері капроннан жасалады. Мысалға қола мен түсті металдардан жасалатын мотовоздардың біліктері, кардандардың подшипниктері, әртүрлі тісті дөңгелектері капрон бөлшектермен алмастырылған. Мұндай бөлшектер ұзаққа төзеді және арзанға түседі. Орта есеппен алғанда капронның бір тоннасы 3-5 тонна болат пен 6-7 тонна қоланың орнына пайдаланылады.

Химия өнеркәсібінде қолданылатын винипласт құбырларының бағасы пайдалану мерзімінің ұзаруы нәтижесінде болат құбырынан 10 есе, қорғасын құбырынан 30 еседей арзанға түседі.

Пластмасса технологиясы

Пластмасса бұйымдарын жаңғырту өндірісі пластмассаларды өндірудің бірнеше технологияларын қамтиды, оның ішінде:

вакуумды құю (ауа қысымының төмендеуін пайдаланатын өндірістік процесс) ;
ұңғымалық массасы ашық нысаны бар, содан кейін мұқият жабық болады. Қысыммен жеткізілетін ауаның көмегімен, ыстық пластиктің тиісті қабырғалары бойымен кеңейтіледі;
құю үрдісі барысында сұйық пластик арнайы материалға құйылады, онда материал одан әрі қалыптасады. Осы технологияның көмегімен кеңсе тауарлары, пластикалық ыдыс және басқа да тұрмыстық заттар жасалады;
экструзия үшін жұмсартылған пластмассалық масса қолданылады, ол оны құралдың арнайы тесіктері арқылы итеріп, дайын өнімге жасалады.

Реактопластты құю арқылы пластмасса өндірісінің технологиясы. Бұл əдістің негізгі артықшылығы дайын өнімнің қысқа өндіріс уақытында жəне оның тиімділігінде жатыр. Процесс өзі келесі қадамдардан тұрады:

3D технологияларды қолдана отырып болашақ өнімді өңдеу немесе дайындау арқылы үлгіні жасау;
силиконды формалардан жасалған процесс;
Реактопласттың өзі қолданатын тікелей құйып алу.

Бірінші құйылуды алу үшін бес күн қажет.

Этилен пластмасса өндірісінде негізгі шикізат ретінде пайдаланылады. Бұл полистирол, полиэтилен және поливинхлоридтің көзі.

Ыдыс-аяқтар пластмассы алғашқы екі сортты олардың балқуынан жасалады. Полиэтиленнің жіңішке табақшалары қаптама түрімен орауыш бұйымдарын өндіруде қолданылады.

Ағаш, шыны және басқа да қалдықтар-пластиктердің тірегі

Көптеген бағалы пластмассалар әртүрлі толықтырғыштар қосу арқылы алынады. Бұрын толықтырғышты пластмассаны арзандату үшін пайдаланса, кейін оның механикалық қасиеттерін арттыру мақсатын көздей бастады.

Толықтырғыш ретінде кремний қосылыстары (құм, кварц, тальк, слюда, асбест, шыны талшықтары), көмір(күйе, графит, мұнай коксі), металл ұнтақтары, әртүрлі бейорганикалық қосылыстар (кальций карбонаты, барий сульфаты және т. б. ), органикалық материалдар(ағаш жаңқасы, целлюлоза, крахмал, қағаз, мата, ағаш шпаны ) алынады.

Қазір біз көптеген пластиктерді білеміз. Олардың ерекшелігі құрамындағы толықтырғыш полимерден көп болады. Мұнда толықтырғыш ретінде қағаз, ағаш, шыны, мата қолданылады.

Жоғары механикалық қасиеті бар көлемді пластмассалар алуға шыны талшығының маңызы орасан зор. Дүние жүзінде толықтырғышқа 1 миллион тонна әйнек талшықтары жұмсалады.

Шыны пластигін алу үшін шыныдан жасалған жіпті немесе матаны полимерге сіңіреді де, қажетті пішінде престейді. Мұндай шыны пласттар алюминийден 2 есе, болат пен темірден 5 есе жеңіл. Егер шыны матаны орнына шыны шнонын (желіммен біріктірілген шыны жібінің бірнеше қабатынан жасалған таяқшалар) алса, шыныпластың беріктігі бірнеше есе артады. Шыныпластың беріктігі болаттан да жоғары болуы мүмкін. Оның мықтылығын сипаттау үшін мұндай материалдан оқ өтпейтін жилеттер жасайтынын айтса да жеткілікті.

Шыныпластар өте жоғары төзімділікті талап ететін машина бөлшектерін, автомобиль қораптарын жасауға таптырмайтын материал.

Шыныпластар жеңіл, әдемі және арзанға түседі. Оны тегістеп өңдеп, жылда жаңалап сырлап, азаптанудың қажеті жоқ. Мұндай пластарды машина өндірісінде кеңірек қолданса, қаншама металл үнемделер еді және машинаның салмағы да кеміген болар еді. Олардың өз массасы азайса жанар май шығыны да кемиді.

Салмақты жер көтерер, ал ауа мен су ше? Егер мұндай материалдарды самолеттер мен кемелерге қолданса ше? Пастмассаның бұл жетістігін кей жерлерде бағалап та үлгерді. АҚШ пен Англияның көптеген фирмалары бұл материалды самолет құрылысында пайдаланады. ФРГ-де толығымен шыныпластан жасалған сүңгуір қайық бар.

Бізде де шыныпластин кеме құрылыс кеңінен еніп келе жатыр. Шыны пластигін қолдану арқылы кемелерді біршама жеңілдетіп, 40 процентке дейін қосымша жүк тиеуге мүмкіндік туады.

Шыныпластан жасалған суға батпайтын 40 адамдық жабық шлюпканың салмағы 1670 килограмм ғана.

Күнделікті тұрмыс пен техника қажеттілігіне, энергетика өнеркәсібіне жұмсалатын изоляциялық материалдардың маңызы зор. Электр приборларының, электр двигательдердің пайдалану мерзімі изоляциялық материалдардың сапасына тікелей байланысты. Қалыпты жағдайда әдеттегі электр изоляциялық қабыршықтар, резиналар, маталар іске жарай береді. Ал үнемі 200 градустан артық температурада жоғары жиілікте жұмыс істейтін электродвигательдерге кез келген изоляция шыдамайды. Мұнда да көмекке шыныпластер келеді. Оларға аса мықтылықпен қатар жоғары электризоляциялық қасиет тән. Осы қасиетіне орай шыны пластиктері қуатты электр машиналары мен генераторларды изоляциялауға пайдаланылады. Мұндай материалдар 500-ден 1500 киловатт қуатпен істейтін генераторларға ұзақ мерзімге жарайды.

Шыны талшығына не шыны матасына кремнийорган полимерін сіңіріп, алынған пластиктен жасалған изоляция резина не пластмасса изоляциясынан 6-7 есе берік келеді.

Шыныпластер агрессиялық ортаның әсеріне төзімді. Сондықтан да олар фосфор қышқылы өндірісіне арналған жабдықтар (резервуарлар, құбырлар) жасауға, агрессиялық сұйықтар мен газдар (фтор, хлор, аммиак, сірке қышқылы, күкірт қышқылы т. б. ) тасымалдауға пайдаланылады.

ДСП-ның қадырын қазір екінін бірі біледі. ДСП (ағаш қабатты пластик) не лигнофолем (латынша «лигнум»-ағаш және «фолнум»-бет) ағаштың жұқа қабаттарын синтездік шайырмен біріктіріп жоғары қысымда престеу арқылы алынатын қабатты пластик. Мұндай ағаш пластиктері арзан да мықты келеді. ДСП-ден қабырға, есік, стол бетіне ұстайтын панелдер, самолет пронеллерін, метрополитен эскалаторларының баспалдағын жасайды. Жолаушылар тасымалдайтын теплоходтардың ішін лигнофоленмен өңдейді. Өте тегіс келетін жалтыраған лигнофолен беті ылғал мен температура өзгерістеріне төзімді келеді.

Полимерлер дүниеге өнеркәсіп қалдықтарын үнемдеуге келгендей. Ағаш кесетін заводтарда қанша ағаш үгінділері жиналады. Оның бәрі бұрын завод пештерінде жағылатын, не далаға тасталатын. Қазір олар берік пластик алатын бағалы шикізатқа айналды.

Мұндай пластиктерді алу жолы да оңай. Ағаш үгінділерін уақталып кесілген синтездік шайырмен жақсылап араластырады да, алынған массадан керекті бөлшектерді престей береді.

Фанера мен ДСП жасауға шпондар даярлағанда ұсақ кесінділер қалады. Бұрын олар да отынға кетеді . Қазір оны уақтап кесіп, шайыр сіңіреді де, қалыпқа салып, престеп, қажетті бұйым жасайды.

Пластмассаның тағы бір түрі-металпластер. Металпласты үлкен металл табақтарын полимер қабыршағымен қаптау арқылы алады. Полимер қабаты бір түсті, не гүлді, тегіс не бедерлі, сыртқы түрі бағалы сортты ағаш не мәрмәр тектес болуы мүмкін. Металды әртүрлі жолмен қаптайды. Көбіне даяр қабыршақты алдын ала желім жапсырылған металға жапсыра қояды. Кейде металды үстіне полимер пастасын не ұнтағын жағу арқылы «полимерлейді». Металпластер коррозияға төзімді келеді. Кейін әдейі өңдеп, өрнектеуді қажет етпейді.

Металпласт өнеркәсіп пен транспортта кең тарған. Оны вагон рефрижератордың ішкі төбесіне ұстауға, товар вагондарының төбесін жабуға, желдеткіш, тоңазытқыш, кір жуатын машинаның корпусын жасауға қолданылады.

Біз қатты заттармен толықтырылған кейбір пластмассаларды қарастырдық. Жеңілденген газбен толтырылған пластердің де маңызы зор. Олардың ішінде көпіршікті пласты атап кетуге болады.

Көпіршікті пласт полимердің ішіне әртүрлі жолмен газ жіберу арқылы алынады. Көбіне газды сырттан жоғары қысыммен полимер балқымасына жіберіп, көпіршіген күйінде суытады. Кейде төмен температурада қайнайтын еріткіштер қолданады. Қыздырғанда бөлінетін бу полимердің арасынан өтіп, саңлаулар қалдырады. Не болмаса полимерге қыздырғанда көп газ бөліп шығаратын қоспалар үстемеленеді.

Көпіршікті пласт конструкциялық және жылу сақтайтын материал ретінде қолданылады. Одан дыбыс өткізбейтін қабырға панелдері мен қоршауларын жасайды. Үй тоңазытқыштарында, мұздатқыш қондырғыларында, рефрижераторларда т. б. жерде изоляциялық төсем орнына жүреді.

Су сіңірмейтін қатты көпіршікті пластен жеңіл қайықтар, кемелер,

құтқару белдіктерін жасайды.

Көпіршікті пластар орау материалдары ретінде жиі қолданылады.

Көлемді де өте жеңіл осындай пластпен қоршалған телевизор мен радиоқабылдағыштарды, бағалы приборларды ұзақ жолға сеніммен жібере беруге болады. Шайырдың тамаша қасиеттерін ежелден Англияда макинтож деп аталатын резиналанған плащтар шықпастан бұрын-ақ білген. Өткен ғасырдың басындағы Европа осы плащтар мен кәдімгі өшіргіштерден басқа резина бұйымдарын білмеген де еді.

Ал жұмсақ иілгіш көпіршікті пластерді күнделікті тұрмыста да жиі көреміз. Бұрынғы сабан тығылған дивандарды осы күнде кездестіру қиын. Қазіргі кресло, диван, кереует, орындықтарымыз жайлы да жұмсақ, жан рахаты.

Қорытынды